(57)【要約】【課題】      畜産業、酪農業、養鶏業等から排出される色度、ＢＯＤ値の高い汚水、洗浄排水等の廃液を、電気分解を利用しての脱色、浄化を目的とする電気分解式廃液脱色浄化処理装置であり、環境に影響の少ない、水資源を効果的に利用できる、コンパクトで、低コストな廃液処理装置を提供する。【解決手段】  色度、ＢＯＤ値の高い廃液に、電気分解を施すことにより、脱色、浄化処理された良質な排水を排出することを特徴とする電解槽を有する処理装置である。また、原水槽、ＰＨ調整層、電解槽、貯留槽などを設けた電気分解式廃液脱色浄化処理装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
畜産廃液を脱色、浄化する廃液処理装置であり電気分解処理を施すことが可能である電気分解式廃液脱色浄化処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の電気分解に使用する２枚の電極板のうち１枚の電極板をメッシュ状に加工した電極板を使用することを特徴とした電気分解式廃液脱色浄化処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の処理槽の前処理として電気分解式処理装置の流入側に廃液のＰＨ値を弱酸性調整することができるＰＨ調整槽を設置し、電気分解時における廃液の導電性を高めることを特徴とする電気分解式廃液脱色浄化処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の処理槽の前処理として電気分解式処理装置の流入側に単位あたり（Ｘｍ３／ｄａｙに関わるＸｍ３）に発生する廃液を沈殿分離させるために原水槽を設置し、破砕型圧送ポンプを備え、固液分離した廃液をＰＨ調整槽に送水することを特徴とする電気分解式廃液脱色浄化処理装置。
【請求項５】
請求項１及び請求項３記載の処理装置の流出側に脱色浄化された再利用可能な排水を還流可能な機能を備えた貯留槽で、その排水を希釈水として請求項３記載の原水槽へ環流する機能を有した電気分解式廃液脱色浄化処理装置。
【請求項６】
請求項１及び請求項３記載の処理装置の流出側に脱色浄化された再利用可能な排水を還流可能な機能を備えた貯留槽で、その排水を循環させ、電気分解時にメッシュ状に加工した電極板上部から発生する泡を、シャワーリング装置により消滅させる機能を有した電気分解式廃液脱色浄化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は畜産業、酪農業、養鶏業を営む飼育場から排出される汚水ならびに、洗浄水に含まれる色度、ＢＯＤ値の高い廃水を電気分解することにより脱色処理、ＢＯＤの分解処理が可能になる電気分解式廃水脱色浄化処理装置を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来から、畜産業、酪農業、養鶏業等から排出される汚水、廃水及び洗浄水には色度及びＢＯＤの数値が非常に高く、これらの処理技術として物理的方法、化学的方法、生物的方法などを組み合わせて、溶解混濁物質の除去をしている。【０００３】  また、これらの処理施設から排出される処理廃水は、一般的には下水や河川へ放流するのみで、再利用はされていないのが実状である。【０００４】  物理的方法には沈殿、濾過があり、沈殿分離では、水の比重を利用するため低コストではあるが、廃液中に含まれている混濁物質の質量が小さくなると効果は発揮しにくくなり、また、沈殿効果を発揮するには、広大な面積を必要とする。濾過分離では、近年の技術の進歩により分子レベルでの汚染物質の除去が可能になり、廃液の浄化、脱色に効果を見込める。【０００５】  化学的方法にはオゾン、凝集等がある。オゾン法は病原菌の死滅だけでなく、オゾンを廃液中に発生放出することにより、過酸化水素を発生させ汚染物質の酸化沈殿を促し分離する。凝集法は処理速度が非常に早く、凝集した物質を確実に取り除けば、有機物、浮遊物等、廃液中に混濁している物質を分離処理することができる。【０００６】  この凝集法に使用する凝集剤には従来から、有機性の高分子凝集剤、無機性のポリ塩化アルミニウム、塩化第２鉄、ポリ硫酸第１鉄、硫酸アルミニウムまた、貝化石等が使用されている。【０００７】  生物的方法には好気性微生物、嫌気性微生物を併用した処理方法を用いる。好気性微生物処理では酸素を送ることにより好気性菌を増殖活性化させ、凝集汚泥を微生物により分解する。嫌気性微生物による処理では酸素の希薄な状態の中で、菌の繁殖により気体まで分解し汚染物質を除去するが、メタンガス、硫化水素を発生する。
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  物理的方法の沈殿分離では、廃液中に含まれている混濁物質の質量が小さくなると効果は発揮できず、沈殿効果を発揮するには、広大な面積がなくてはならない。
【０００９】  物理的方法の濾過分離では、分子レベルでの汚染物質の除去が可能だが、高レベルでの汚染物質の濾過のため、フィルターの目詰まり等により、フィルターの使用頻度が多くなる。また、使用後のフィルターの処理が問題となる。
【００１０】  化学的方法のオゾン法では病原菌の死滅だけでなく、汚染物質の酸化沈殿を促し分離するが毒性が強く酸化を促進するため付近の機器類や槽などに問題が発生する。化学的方法の凝集法で有機性の高分子凝集剤使用した場合、廃液中に含まれている混濁物質を凝集した凝集物を脱水乾燥すると、プラスチックの様な生分解性の悪い物質に変化し、高温による焼却処理をしているが、ダイオキシンの発生等、環境問題に影響を及ぼす。
【００１１】  無機性の凝集剤のポリ塩化アルミニウム、塩化第２鉄、ポリ硫酸第１鉄、硫酸アルミニウム等からは、廃液中に、アルツハイマーの誘因の１つとして考えられているアルミニウムの成分が溶出する。また貝化石等を用いて処理すると廃液中に混濁している物質と反応したあと、水中にイオウ分が溶出するので、問題がある。
【００１２】  生物的方法の好気性微生物は単純設備ではあるが、広大な面積を必要とし、嫌気性微生物による処理で発生するメタンガスは燃料としての利用ができるが、硫化水素は悪臭を生じる。
【００１３】  生物的方法を併用した処理方法を用いると凝集汚泥が微生物により分解され、有機物分解時の約４０％から７０％程度は微生物細胞の中で形成固定されるため水分を大量に含んだ汚泥が大量に生じてしまい、それを凝集処理するには
【００１０】
【００１１】に記載されている問題が生じる。
【００１４】  以上のように、広大な面積に時間と経費をかけ環境を汚染して、種々の併用による処理を行っても、畜産業、酪農業、養鶏業等から排出される色度、ＢＯＤ値の高い廃液を脱色、浄化するのは困難である。
【００１５】  そこで本発明は、従来技術の問題を解決するため、畜産業、酪農業、養鶏業等から排出される色度、ＢＯＤ値の高い廃液を、電気分解を利用しての脱色、浄化を目的とする、環境に影響の少ない、水資源を大切にした、コンパクトで、低コストな廃液処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】  本発明は、畜産廃液等を浄化処理及び脱色処理をする廃液処理装置であり、前記廃液に対して可能な電気分解手法が用いられていることを特徴とする電解槽を有する電気分解式廃液処理装置である。
【００１７】  電気分解式廃液脱色浄化処理装置の電解槽にて脱色、浄化するために、廃液に一定の電圧を印加し電流を流すことにより電気分解を施して、電解反応を行わせる。そのために必要な因子には、廃液の組成濃度、温度及び電解時間など一般の化学反応の諸条件と同種のもののほか、電圧と電流の２因子が含まれている。それらは電極電位と電流密度が電極反応生成物の種類や収率、純度等に大きく影響していく。また電解の目的に応じて一定に電圧を保つ定電位方、電流を一定に保つ定電流方のいずれかを選択する。また、単位廃液量に応じた電流の大きさ、電流密度が、電解槽における電解可能容量を決定する。
【００１８】  電気分解式廃水脱色処理装置の、電解槽の底の部分に板状の陰極板（−）を設置し、その上の部分にメッシュ状の陽極板（＋）を固定設置し、電解槽に廃液を入れ直流電圧を印加し、電流を流して電気分解を行う。このとき、陽極より数ミクロン離れた間隔で水の電気分解が発生し原子酸素が発生する（酸素は原子酸素Ｏ２ではなくＯが生成される）。また陰極より生成されるＯＨ−（水酸基）と塩基とが反応して水酸化ナトリウムが生成され、これと反応して次亜塩素酸ナトリウムが生成される。このとき起きる反応として廃液中の水分が電気分解により水素と酸素とに分解されこのうち水素は気化して放出される。そして、高分子化した廃液の分子が低分子化され、それに原子酸素が結合することにより、色度・ＣＯＤ・ＢＯＤの数値を低下させることが可能になる。また、１％〜６％の食塩水溶液を導電剤とし添加すると、カソード反応で水酸化ナトリウムと水素を生成し、アノード反応で塩素を生成する。このようにして、陽極と陰極で同時に上記の反応をおこすので、除菌、脱色、脱臭がより一層促進される。
（アノード反応２ＯＨ−→１／２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ・カソード反応２Ｈ＋＋２ｅ→Ｈ２）
【００１９】
【００１６】項の電解槽において、流入側にＰＨ調整層・定量圧送ポンプを設ける方式が好ましい。このような構成にすることにより、ＰＨ値を弱酸性調整することができ、廃液の導電性を高めることができる。このときのＰＨ調整層の廃液のＰＨ値は、廃液の性質により５〜６の数値になることが望ましい。また流入してくる廃液を、常時一定量の廃液量を電解槽へ圧送することができ安定した電気分解処理が可能になる。
【００２０】  ＰＨ調整層の流入側に原水槽・破砕型圧送ポンプを設ける方式が好ましい。このような構成にすることにより、畜産等の廃液に混濁している固形物が流入してきても、固形物をすみやかに破砕分離が可能となり固形物を分解、分離してからＰＨ調整槽に圧送することができる。
【００２１】
【００１６】項の電解槽から排出される放流側に対して貯留槽を設ける方式が好ましい。このような構成にすることにより、脱色、浄化処理された良質な排水を貯留槽から還流することにより再利用することが可能となる。まず、貯留槽から原水槽へ希釈水として還流させて、電解槽での負荷及び処理時間を軽減するとともに排水量を減少することが可能である。
【００２２】  また、電気分解式廃液処理装置において、電解槽の底の部分に板状の陰極板（−）を設置し、その上の部分にメッシュ状の陽極板（＋）に一定の隙間を開けて電流を流すことにより、陰極板側が酸化触媒となり、色度、ＢＯＤを分解する。また、陽極板において電解処理反応により酸素及び塩素が生成され発生する泡は、陽極板がメッシュ状になっているため、メッシュの隙間から陽極板上部へと通過していく。電解反応時に発生した泡に対して、貯留槽から排出される脱色、浄化処理された良質な一定量の排水を泡消しのために循環させ、シャワーリング装置により泡を消滅させ、再利用することができる。
【００２３】  浄化処理された良質な一定量の排水には、遊離塩素が含まれていることがあるが、還元剤等を使用することにより、中水道としての多方面へのリサイクル水としての使用に対しても可能である。
【００２４】  このように本発明に係る処理装置にて畜産業、酪農業、養鶏業などから排出される色度、ＢＯＤ値の高い廃液を、電気分解することにより、効果的に脱色し、ＢＯＤ値も同時に軽減することができ、排出される脱色、浄化処理された良質な排水を再利用することができる。
【発明の形態】
【００２５】  以下の図面に基づいて本発明の電気分解式処理装置の実施形態について説明する。図１は畜産等の廃液を脱色、浄化するための電気分解式廃液脱色浄化処理装置概略構成図を示したものである。
【００２６】  図１に示すように本処理装置実施形態にかかる廃液脱色浄化処理装置は、流入配管１より流入する廃液を原水槽３に取り入れ、配管４を接続した破砕型圧送ポンプ５により配管６を介してＰＨ調整槽７に送水される。ＰＨ調整槽内７において、廃液を弱酸性の水質に変化をさせることにより、電解時における水中の導電性を高めることが可能になり、廃液の電気分解による脱色及び浄化により一層の効果をもたらす。
【００２７】  ＰＨ調整槽内７にて弱酸性に変化した廃液は、配管８を接続した定量圧送ポンプ９により、一定量の廃液が配管１０を介して電解槽１１に送水される。電解槽１１にて脱色及び浄化された排水は配管１２を接続した定量圧送ポンプ９により、配管１３を介して貯留槽１４に送水される。
【００２８】  貯留槽１４に送水した脱色及び浄化された排水は配管１６を接続した定量圧送ポンプ９により、配管１６を介して河川や下水へ放流され、配管１７を介して希釈水として原水槽３返送し、また、電気分解時に不純物が変化して発生した泡を消すために、配管１８を介して返送し、シャワーリング装置１９にて消泡水として再利用する。
【００２９】  整流器２０は、電解槽１１の内部で電気分解処理するために、電圧及び電流値が調整され、電極端子２５を通じて適切な電流を供給するものである。定量圧送ポンプ９から配管１０を介して送水された廃液のＰＨ値の変動により、整流器２０を通じた電流値が７Ａから２０Ａの範囲の中で変動し、最良の電流が、設定される。
【００３０】  図２は本実施形態により用いる電気分解式廃液脱色浄化処理装置の１例を示したものであり、本発明形態にかかる脱色、浄化処理を可能とする、電気分解式処理装置部である。
【００３１】  電解槽１１は流入用配管１０、流出用配管１２が接続されている。さらに電解槽１１の内部には、１対の電極を形成する陽極板２１と陰極板２２が設けられている。陽極板には流入調整をする仕切板２４が設けてあり、陽極板２１の下面と陰極板２２の上面を流入用配管１０からの廃液が常時一定量通過し、整流器２０から電極端子２５を通じて適切な電流、電圧を供給することにより、電気分解処理を行う。
【００３２】  この通電される陽極板２１はチタン金属の表面にカーボンを焼結させたものを使用することが望ましい。また、陰極板２２は金属化合物を用いる。電極板は、鉄やステンレス等でも可能ではあるが、酸化触媒を繰り返し反応させるので、腐食が激しく交換の頻度が高くなるので不向きである。また、陽極板２１と陰極板２２の板厚は、処理廃液の初期の設定により異なり、２ｍｍから８ｍｍの厚さに設定する。
【発明の実施形態】
【００３３】  本発明の電気分解式廃液脱色浄化処理装置は図１、また図２に示すように構成されており、次のように処理実施する。
【００３４】  本発明の実施形態においては、畜産業、酪農業、養鶏業などから排出される色度、ＢＯＤ値の高い廃液を原水槽３に取り入れる。配管４を接続した破砕型圧送ポンプ５により配管６を介してＰＨ調整槽７に送水され、弱酸性化した廃液が、配管８を接続した定量圧送ポンプ９により、一定量の廃液が配管１０を介して電解槽１１に送水される。電解槽１１内部の陽極板２１と陰極板２２による電気分解にて脱色及び浄化された排水は、配管１２を接続した定量圧送ポンプ９により、配管１３を介して貯留槽１４に送水される。貯留槽１４に送水した排水は配管１６を接続した定量圧送ポンプ９により、配管１６より排水放流され、配管１７より希釈水として原水槽３返送し、配管１８より循環返送して、消泡水としてシャワーリング装置１９にて利用する。これらの貯留槽１４からの脱色及び浄化された排水は水資源の再利用の観点からしても効果的である。配管１６より排水放流された排水には、遊離塩素が含まれていることがあるが、還元剤等を使用することにより、中水道としての利用方法も可能である。
【発明の効果】
【００３５】  本発明に係る電気分解式廃液脱色浄化処理装置は以上のように構成されており、畜産業、酪農業、養鶏業などから排出される色度、ＢＯＤ値の高い廃液を、本発明に係る処理装置にて電気分解することにより、効果的に脱色し、ＢＯＤ値も同時に軽減して浄化することができる。このような手法を用いた電気分解処理装置によれば、物理的方法による広大な面積を必要とする沈殿や濾過等は必要なく、また化学的方法による有機性、無機性の凝集剤を使用する必要もなく、従来の技術にかかる数々の問題に対して解決可能になる。そして環境に悪影響を与えることなく、浄化された排水を有効活用し、水資源の再利用の観点から見ても効果的であり、コンパクトで、低コストの電気分解式廃液脱色浄化処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を示す廃液処理装置の全体構成図である。
【図２】本発明にかかる廃液処理装置を構成する電解槽を示す図である。
【図３】電極板（陽極板、陰極板）を示す図である。
【図４】電解槽内断面図である。
【符号の説明】
【００３７】  １          流入管
２          流入管カップリング
３          原水槽
４          原水槽送水配管
５          破砕型圧送ポンプ
６          原水槽圧送配管
７          ＰＨ調整槽
８          ＰＨ調整槽送水配管
９          定量圧送ポンプ
１０          ＰＨ調整槽圧送配管
１１          電解槽
１２          電解槽送水配管
１３          電解槽圧送配管
１４          貯留槽
１５          貯留槽送水配管
１６          貯留槽圧送配管
１７          返送希釈用配管
１８          返送循環用配管
１９          シャワーリング装置
２０          整流器
２１          メッシュ状陽極板
２２          板状陰極板
２３          電極
２４          流入調整板
２５          電極端子
【図１】
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【図２】
2005349372.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005349372.tif 000006